美国麻省理工学院团队开发新型膜分馏原油可降低90%能耗

美国麻省理工学院（MIT）团队开发出一种可以根据分子大小过滤原油成分的膜，该研究可能大幅降低原油分馏所需能量。这一成果于5月22日在国际学术期刊《科学》发表。该技术有望重塑价值数千亿美元的石油精炼行业格局，若全面替代传统热分馏工艺，全球炼油行业年减排量可达数亿吨级。

目前，全球6%的二氧化碳排放来自原油分馏过程，这一将原油分离为汽油、柴油和取暖油等产品的工艺需要消耗巨大能量，其中大部分能量用于通过沸点差异实现组分分离所需的热量。该研究团队重新定义分离工艺，不再依赖沸点差异进行纯化，而是基于分子形状和尺寸实现分离，利用滤膜在原子尺度精确筛分微小分子。该研究团队通过三大创新实现技术突破。一是化学键改造，将连接单体的酰胺键替换为刚性更强的亚胺键，显著提升疏水性和结构稳定性。二是交联化学，引入交联结构使材料在碳氢化合物环境中保持孔隙稳定。三是分子筛设计，添加具有形状持久性的三碟烯单体，精确调控孔径尺寸。该新型滤膜有三大技术优势。一是能有效分离石油中的重质和轻质成分。二是克服传统油分离膜易发生的溶胀现象。三是采用现有成熟工艺制备薄膜，具备快速规模化应用条件。传统热驱动原油分馏过程约占全球能源消耗量的1%。使用该新型膜分离原油可将能源需求降低约90%。研究人员表示，若应用于工业场景，可通过串联多组过滤膜逐步提高目标产物浓度。